Дизельный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – очень надёжный агрегат. Особенности работы дизеля обеспечивают закладывание высокого запаса прочности ещё при разработке. Практически, все его возникающие проблемы связаны исключительно с топливной аппаратурой. В частности, одним из узких мест становятся топливные форсунки (инжекторы).
Что именно с ними может быть не так разберемся в этой статье.
Принцип работы дизельных форсунок
Основной их задачей является максимально мелкое (дисперсное) распыление топлива. Дизель работает на солярке, в отличие от бензина это смесь тяжёлых фракций переработки нефти. Она крайне неохотно смешивается с воздухом для образования пригодной для полного и быстрого сгорания консистенции.
Наиболее простым устройством обладают форсунки гидромеханического типа. Солярка поступает к ним раздельно от индивидуальных секций топливного насоса высокого давления (ТНВД). При достижении в нужный момент некоторого порогового давления форсунка открывается, и топливо, дозированное нагнетателем насоса, впрыскивается в камеру сгорания, одновременно распыляясь на мельчайшие капельки.
После чего давление падает и клапан инжектора закрывается возвратной пружиной. Возможно двухступенчатое срабатывание, когда предварительно подаётся небольшая пилотная порция солярки, после чего срабатывает вторая пружина, и на распылитель поступает основной топливный заряд. Так повышается оптимальность работы двигателя.
Читайте также: Проверка бензиновых форсунок от А до Я
Более совершенной системой впрыска стала её организация по принципу общей рампы высокого давления, так называемая Common Rail. Здесь ТНВД создаёт требуемый напор на все форсунки одновременно, а срабатывают они в нужный момент по электрическому сигналу от блока управления.
Стало возможным более точное распределение смеси по цилиндрам, плавное дозирование за счёт многократной подачи в рамках одного цикла и качественное сгорание дизтоплива при более мягкой работе мотора. Обеспечивается это наличием в каждом инжекторе электромагнита, который управляет запорным клапаном.
Следующим шагом стало появление пьезоэлектрического привода для иглы распылителя. Используется эффект изменения некоторыми кристаллами своих геометрических размеров при подаче на них электрического напряжения.
В отличие от электромагнитного привода, такая организация позволяет резко повысить быстродействие клапанов. Стало возможным увеличить количество порций топлива, подаваемых за один такт работы цилиндра. Мера вынужденная из-за постоянно повышающихся требований по экологичности дизелей. Такие форсунки отличаются высокой ценой и неремонтопригодностью.
Отдельным классом стоят так называемые насос-форсунки. Их отличает отсутствие в системе ТНВД, его роль выполняется при механическом воздействии кулачков распределительного вала на встроенную в каждый топливный инжектор плунжерную пару.
Применяются относительно редко из-за целого ряда недостатков. Из преимуществ здесь только отсутствие общего насоса высокого давления, что несколько упрощает аппаратуру.
Признаки неисправностей
Общими причинами проявления неисправностей будут три фактора:
- повышенный расход через инжектор (перелив);
- снижение качества распыления топлива;
- уменьшение производительности отдельных распылителей.
Внешне это будет проявляться примерно похоже, хотя более внимательное изучение каждого конкретного случая сможет указать на приблизительный характер проблемы.
- Изменяется отдача двигателя, причём его мощность может как упасть, так и возрасти.
- Двигатель будет нестабильно запускаться и неуверенно работать на режиме холостого хода.
- В движении могут появиться хорошо различимые рывки и подхваты при неизменном положении педали акселератора.
- Изменится звук работы двигателя, появится жёсткость, вибрации и даже стуки в цилиндрах.
- Двигатель начнёт дымить, выхлоп окрасится в чёрный цвет, что свидетельствует о выделении сажи — несгоревших остатков углеводородного топлива.
- Начнёт подниматься уровень масла в картере из-за попадания туда излишков солярки.
- Современный ДВС заметит неисправность средствами внутренней диагностики и зажжёт контрольную лампу на панели приборов.
В любом случае уточнение причин потребует проведение индивидуальной диагностики инжекторов.
Диагностика форсунок в домашних условиях
С определённой степенью точности вычислить неисправный прибор можно и в условиях гаража. Для начала надо определить конкретное местоположение подозрительной форсунки.
Обороты работающего на холостом ходу дизеля выставляются и фиксируются такими, чтобы его неравномерность работы проявлялась максимально отчётливо. Затем одним из подходящих способов с форсунки снимается давление топлива, для чего ослабляется крепление подводящего штуцера. Исправный инжектор вызовет при этом куда более заметную реакцию двигателя, чем имеющий отклонения в работе.
У электромагнитной форсунки можно измерить сопротивление обмотки соленоида с помощью мультиметра. Значение его может составлять от единиц Ом до двух десятков, более точно можно узнать из документации на конкретный прибор. В любом случае, обрыв будет означать полную неисправность катушки.
На простейших гидромеханических форсунках можно замерить давление начала открытия клапана при помощи тройника, манометра и контрольной заведомо исправной детали. Возможны изменения в калибровках пружины, что вызовет отклонение угла впрыска.
Проверка на перелив (слив в обратку)
В системе Common Rail управление впрыском производится при помощи специального обратного клапана, открытие которого создаёт необходимый перепад давлений на штоке основного клапана, в результате чего он также открывается и производит подачу в цилиндр.
Износ и загрязнение приводит к тому, что в обратную магистраль поступает слишком много топлива, и давление в рампе падает. Мотор запускается с большим трудом.
Это интересно: Автономные кондиционеры для автомобиля: плюсы и минусы
Для проверки со всех форсунок снимаются шланги обратки, а вместо них устанавливаются обычные прозрачные колбы медицинских шприцев с трубочками от систем капельниц. При работе мотора на холостых оборотах исправные форсунки выделяют в обратку совсем немного топлива, обычно это единицы миллилитров в минуту.
Неисправная выдаст в разы больше, конкретное значение зависит от типа прибора и двигателя, но если хотя бы превышение над исправными будет трехкратным или более, форсунка подлежит ремонту или замене.
Диагностический стенд
Хороший профессиональный стенд проверки инжекторов содержит набор плановых тестов, которые помимо экспресс-диагностики способны определить более тонкие неисправности.
Простейшая стендовая проверка производится на удержание форсункой рабочего давления, а также на возможные её загрязнения и износы. Визуально оценивается форма факела при распылении калиброванной жидкости. Определяются базовые способности прибора, при невыполнении которых инжектор однозначно бракуется.
Более сложные тесты определяют соответствие проверяемой детали на работу во всех режимах от холостого хода до максимальной мощности, проверяют быстродействие клапанов в режимах предварительного впрыска, а также состояние обратных клапанов.
Только так можно оценить общее состояние и возможность уложиться в действующие нормы по экологичности выхлопа, а также предсказать остаточный ресурс. Результатом работы профессионального стенда станет кодирование условного состояния форсунки.
Специальные приборы
Отдельные функции инжекторов можно проверять и специализированными установками.
Например, гидромеханические форсунки можно протестировать прибором, создающим давление топлива, при котором клапан должен открываться, и убедиться, что оно находится в заданных рамках. Устройство содержит ручной насос и манометр.
К сведению: Что такое Одометр в автомобиле, отличия устройства от Спидометра
Есть и более сложные конструкции, как входящие в состав дизель-тестеров, так и автономные. Они обычно снабжены ручным или электрическим ТНВД, гидроаккумулятором, измерительной аппаратурой, прозрачными колбами для визуального контроля. Вполне доступны для самостоятельного изготовления.
Чистка форсунок дизельного ДВС
Оценив наличие проблемы, в ряде случаев восстановить работоспособность можно очисткой или промежуточным по сложности ремонтом. Убрать загрязнения допускается химическим и механическим способами.
Ультразвук
Воздействие акустическими колебаниями высокой частоты достаточно эффективно, часто с деталей смываются даже нанесённые на заводе надписи специальными красками.
Снятая форсунка помещается в ванну, наполненную чистящей жидкостью, к которой подключён мощный излучатель ультразвука. Процесс очистки продолжается около 20 минут, после чего результаты контролируются на стенде.
Наиболее современные форсунки, где содержится много нежных пластиковых деталей, могут начать работать ещё хуже, чем до очистки, поэтому проверять их надо по всем параметрам, а не только по виду факела.
Очистка на стенде
Через загрязнённый инжектор проливается под давлением специальная промывочная жидкость, представляющая собой очень эффективный растворитель.
Это самый надёжный способ чистки, поскольку деталь не подвергается никаким разрушительным воздействиям, а всё акцентировано именно на растворении отложений и загрязнений.
Одновременно с помощью того же стенда контролируются результаты работы, после чего можно будет принять максимально точное решение о возможности дальнейшего использования распылителей.
Использование присадок
В продаже имеется большое количество всевозможных моющих присадок для дизельной аппаратуры, работающих при простом добавлении их в топливо.
Эффективность подобного способа достаточно сомнительна, поскольку в качественном дизтопливе такого рода вещества уже присутствуют и при постоянном использовании не допускают появления отложений. А уже имеющиеся смывать затруднительно из-за низкой концентрации моющих компонент.
По теме: Как правильно буксировать автомобиль с АКПП (вариатором) и МКПП (механикой)
К тому же можно получить обратный эффект в случае сильно загрязнённой системы, когда крупные фракции отделятся и попадут в узкие места, полностью их закупорив. Тем не менее, получение положительного результата тоже не исключается.
Ручной способ
Может производиться, как с разборкой форсунки, так и методом проливания через неё чистящей жидкости. В последнем случае это ничем, кроме сложности, не отличается от промывки на стенде.
При разборке форсунки там, где это допускается конструктивно, можно очистить и притереть клапаны, снять загрязнения механически с доступных деталей, даже прочистить мягкой проволокой отверстия распылителей.
Главное проявлять достаточную осторожность с учётом прецизионной точности всех деталей. Для промывки используется всё та же жидкость для очистки инжекторов.
Как продлить срок службы устройств подачи топлива
Топливная аппаратура дизельных двигателей, кроме самых древних, рассчитана на высококачественное топливо.
- Заправляться следует только самой лучшей соляркой, специально предназначенной для современных систем питания легковых автомобилей.
- Категорически недопустимо попадание воды, которая вызовет немедленную коррозию деталей и потребует дорогостоящего ремонта.
- Необходимо следить за состояние фильтров и отстойников, вовремя их менять и обслуживать согласно инструкции, а в идеале надо регулярно проводить контроль и профилактическую промывку со снятием в условиях специализированного дизельного сервиса.
Помимо всего, это ещё и позволит избежать проблем со снятием-установкой прикипевших соединений, которые способны вылиться в значительные расходы.
